面向智能制造船厂内场生产物流多源协同定位系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向智能制造船厂内场生产物流多源协同定位系统和方法，涉及船舶制造过程中生产物流的定位识别技术领域。该定位系统和方法，引入了两种定位源，并针对其两种定位源不同的特点提出了先粗分定位，再细分定位的方式，实现对船厂内场物料进行定位追踪，解决了船厂内场生产物流在工序内和工序间转换时的管理和定位问题，极大的提升了零部件全面监控的能力，改进了船厂内场生产物流的生产效率，节约了由于物料难以追踪或丢失所带来的成本损失；同时，由于引入多定位源，所以，本系统和方法能够较好的适应船厂生产现场的复杂环境，有效的提高定位精度，解决了目前单一的定位技术难以在工业现场得到有效应用的现状。

Multi location cooperative positioning system and method for intelligent manufacturing shipyard internal production logistics

The invention discloses a multi-source cooperative positioning system and method for an intelligent manufacturing shipyard internal production logistics, which relates to the positioning and identification technology field of production logistics in the shipbuilding process. The positioning system and method, introduces two kinds of location source, and according to the characteristics of two kinds of different source positioning proposed coarse positioning, subdivision positioning way, realize the positioning of the shipyard material tracking, solves the problem of positioning and management of production logistics in the transformation process of the shipyard and the process of, greatly enhance the ability of the improved components of comprehensive monitoring, the shipyard production logistics production efficiency, saves the material due to the difficulty of tracing or loss caused by the cost of the loss; at the same time, due to the introduction of multiple source localization, therefore, the system and method can adapt to the complex environment of the shipyard production site, effectively improve the positioning precision, to solve the current single technology in the industrial field is difficult to get the effective application of the status quo.

【技术实现步骤摘要】
面向智能制造船厂内场生产物流多源协同定位系统和方法
本专利技术涉及船舶制造过程中生产物流的定位识别
，尤其涉及一种面向智能制造船厂内场生产物流多源协同定位系统和方法。
技术介绍
目前，船厂内场的生产物流处于较为粗放的管理阶段，普遍存在物料状态难以全面监控，在制品和制造资源库存信息难以把握等问题，尤其是在生产工序转换的过程中，基本依靠人的经验和重复盘点来确定物料的具体位置和库存信息，缺乏行之有效的定位、监控手段。而某些已开展的基于RFID或Zigbee技术的定位研究也面临着技术单一化的问题，面对船厂内场复杂的工业现场环境，存在着定位精度差、受环境干扰影响严重的缺点，无法解决船厂复杂多变的生产环境所造成的干扰和影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统和方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，包括：定位参考节点、初级定位源阅读器、次级定位源阅读器和上位机，一个所述初级定位源阅读器和一个所述次级定位源阅读器组成一组阅读器，多组所述阅读器呈矩阵排列，所述定位参考节点在所述阅读器的信号覆盖范围内间隔分布，所述初级定位源阅读器采集待定位移动节点和自身的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机，所述次级定位源阅读器采集所述待定位移动节点和所述定位参考节点的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机。优选地，相邻两个所述定位参考节点之间的间距为1-2米，相邻两组所述阅读器之间的间距为6-8米。优选地，所述初级定位源阅读器包括LoRa定位源阅读器、ZigBee定位源阅读器和WIA-PA定位源阅读器。优选地，所述次级定位源阅读器为RFID定位源阅读器，所述定位参考节点为基于RFID的无源电子标签。优选地，所述待定位移动节点为基于所述初级定位源或所述次级定位源的有源或无源电子标签。一种面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位方法，利用上述面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，包括如下步骤：a.定位开始；b.启动初级定位；c.收集所有初级定位源阅读器和待定位移动节点发出的信号强度信息；d.调用定位算法，解算待定位移动节点相对于最近的初级定位源阅读器的大致区域；e.得到待定位移动节点的粗分位置信息；f.根据该粗分位置信息，选取离待定位移动节点最近的次级定位源阅读器，启动次级定位；g.收集所有定位参考节点、待定位移动节点发出的信号强度信息；h.调用定位算法，解算待定位移动节点相对于最近的次级定位源阅读器的位置信息；i.得到待定位移动节点的细分位置信息，此细分位置信息为待定位移动节点的最终位置信息。优选地，所述定位算法为RSSI算法或TOA算法。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统和方法，引入了两种定位源，并针对其两种定位源不同的特点提出了先粗分定位，再细分定位的方式，实现对船厂内场物料进行定位追踪，解决了船厂内场生产物流在工序内和工序间转换时的管理和定位问题，极大的提升了零部件全面监控的能力，改进了船厂内场生产物流的生产效率，节约了由于物料难以追踪或丢失所带来的成本损失；同时，由于引入多定位源，所以，本系统和方法能够较好的适应船厂生产现场的复杂环境，有效的提高定位精度，解决了目前单一的定位技术难以在工业现场得到有效应用的现状；另外，本系统基于无线网络构建，节约布线带来的人力、物力成本；待定位移动节点具备抗金属、抗腐蚀特点，能够有效适用于船厂内场复杂的工业现场环境。附图说明图1是定位系统架构示意图；图2是定位系统各部件的现场分布示意图；图3是定位方法流程图。图1中，各符号的含义如下：a.上位机；b.网关/无线路由；c.初级定位源阅读器；d.次级定位源阅读器；e.定位参考节点；f.待定位移动节点；g.初级定位源无线网络；h.次级定位源无线网络。图3中，各符号的含义如下：a.定位开始；b.启动初级定位；c.收集所有初级定位源阅读器和待定位移动节点发出的信号强度信息；d.调用基于RSSI定位算法，解算待定位移动节点相对于最近的初级定位源阅读器的大致区域；e.得到待定位移动节点的粗分位置信息；f.启动次级定位；g.收集所有定位参考节点、待定位移动节点发出的信号强度信息；h.调用基于RSSI定位算法，解算待定位移动节点相对于最近的次级定位源阅读器的位置信息；i.得到待定位移动节点的细分位置信息。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一如图1-2所示，本专利技术实施例提供了一种面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，包括：定位参考节点、初级定位源阅读器、次级定位源阅读器和上位机，一个所述初级定位源阅读器和一个所述次级定位源阅读器组成一组阅读器，多组所述阅读器呈矩阵排列，所述定位参考节点在所述阅读器的信号覆盖范围内间隔分布，所述初级定位源阅读器采集待定位移动节点和自身的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机，所述次级定位源阅读器采集所述待定位移动节点和所述定位参考节点的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机。上述结构的定位系统，其工作流程为：1.船厂应用管理层系统(上位机)发布定位指令，启动初级定位；2.根据位置解算算法，计算待定位移动标签在初级定位下的粗分位置信息；3.根据该位置信息，选取离待定位移动标签最近的次级定位源阅读器，启动次级定位；4.根据位置解算算法，计算待定位移动节点在次级定位下的细分位置信息，得到待定位移动标签的最终位置。具体地，可以包括如下步骤包括如下步骤：a.定位开始；b.启动初级定位；c.收集所有初级定位源阅读器和待定位移动节点发出的信号强度信息；d.调用定位算法，解算待定位移动节点相对于最近的初级定位源阅读器的大致区域；e.得到待定位移动节点的粗分位置信息；f.根据该粗分位置信息，选取离待定位移动节点最近的次级定位源阅读器，启动次级定位；g.收集所有定位参考节点、待定位移动节点发出的信号强度信息；h.调用定位算法，解算待定位移动节点相对于最近的次级定位源阅读器的位置信息；i.得到待定位移动节点的细分位置信息，此细分位置信息为待定位移动节点的最终位置信息。采用上述定位系统，具有如下优点：1)提出了一种应用于船厂内场生产物料的定位技术，极大的提升了零部件全面监控的能力，改进了船厂内场生产物流的生产效率，节约了由于物料难以追踪或丢失所带来的成本损失。2)提出了一种多定位源的协同定位方法，引入了两种定位源，针对其不同的特点提出了粗分、细分两种定位模式，在此基础上采用加权比较的处理方式，大大提高了定位位置信息的可信度；3)基于无线网络构建，节约布线带来的人力、物力成本；4)待定位移动节点具备抗金属、抗腐蚀特点，能够有效适用于船厂内场复杂的工业现场环境。在本实施例中，相邻两个所述定位参考节点之间的间距为1-2米，相邻两组所述阅读器之间的间距为6-8米。定位参考节点之间1-2米的间距反映了系统的定位精度，若精度要求不高，可采用其他距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，其特征在于，包括：定位参考节点、初级定位源阅读器、次级定位源阅读器和上位机，一个所述初级定位源阅读器和一个所述次级定位源阅读器组成一组阅读器，多组所述阅读器呈矩阵排列，所述定位参考节点在所述阅读器的信号覆盖范围内间隔分布，所述初级定位源阅读器采集待定位移动节点和自身的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机，所述次级定位源阅读器采集所述待定位移动节点和所述定位参考节点的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机。

【技术特征摘要】
1.一种面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，其特征在于，包括：定位参考节点、初级定位源阅读器、次级定位源阅读器和上位机，一个所述初级定位源阅读器和一个所述次级定位源阅读器组成一组阅读器，多组所述阅读器呈矩阵排列，所述定位参考节点在所述阅读器的信号覆盖范围内间隔分布，所述初级定位源阅读器采集待定位移动节点和自身的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机，所述次级定位源阅读器采集所述待定位移动节点和所述定位参考节点的无线信号强度信息或到达时间信息，并上传至所述上位机。2.根据权利要求1所述的面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，其特征在于，相邻两个所述定位参考节点之间的间距为1-2米，相邻两组所述阅读器之间的间距为6-8米。3.根据权利要求1所述的面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，其特征在于，所述初级定位源阅读器包括LoRa定位源阅读器、ZigBee定位源阅读器和WIA-PA定位源阅读器。4.根据权利要求1所述的面向智能制造的船厂内场生产物流多源协同定位系统，其特征在于，所述次级定位源阅读器为RFID定位源阅读器，所述定位参考节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，张殿睿，马健，金风明，王建勋，
申请(专利权)人：北京中船信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11